Мал. 8.2. Схема нікотинового холінергічну синапсу. Пресинаптичне нервове закінчення містить компоненти для синтезу нейромедіатора (тут ацетилхоліну). Після синтезу (I) нейромедіатор упаковується в бульбашки (везикули) (II). Ці синаптичні везикули зливаються (можливо, вре.мен-но) з пресинаптичної мембраною (1П), та нейромедіатор вивільняється таким шляхом в синаптичну щілину. Він дифундує до постсинаптичні мембрані і зв'язується там зі специфічним рецептором (IV). В результаті утворення нейромедіатор рецепторні комплексу постсинаптична мембрана стає проникною для катіонів (V), т. Е. Деполяризуется. (Якщо деполяризація досить висока. То з'являється потенціал дії. Т. Е. Хімічний сигнал знову перетворюється в електричний нервовий імпульс.) Нарешті, медіатор інактивується. т. е. або розщеплюється ферментом (VI), або віддаляється з синаптичної щілини за допомогою особливого механізму поглинання. У наведеній схемі тільки один продукт розщеплення медіатора- холін - поглинається нервовим закінченням (VII) і використовується знову. Базальна мембрана - дифузна структура, що ідентифікується методом електронної мікроскопії в синаптичної щілини (рис. 8.3, а), тут не відображено.
У загальних рисах картину участі ацетилхоліну в здійсненні передачі нервового імпульсу збудження можна представити таким чином. У синаптичних нервових закінченнях є бульбашки (везикули) діаметром 30-80 нм, які містять нейромедіатори. Ці бульбашки покриті оболонкою, яка утворена білком клатріном (мол. Маса 180000). У холінергічних синапсах кожен пухирець діаметром 80 нм містить 40000 молекул ацетилхоліну. При порушенні вивільнення медіатора відбувається квантами. тобто шляхом повного спорожнення кожного окремого бульбашки. У нормальних умовах під впливом сильного імпульсу виділяється приблизно 100-200 квантів медіатора-кількість, достатню для ініціювання потенціалу дії в постсинаптическом нейроне. Відбувається це, мабуть, у такий спосіб. Деполяризація мембрани синаптичних закінчень викликає швидкий потік іонів Са в клітину. Тимчасове збільшення внутрішньоклітинної концентрації іонів Са стимулює злиття мембрани синаптичних пухирців з мембраною і таким чином запускає процес вивільнення їх вмісту. Для викиду вмісту одного бульбашки потрібно приблизно 4 іона Са. Виділений в синаптичну щілину ацетилхолін вступає у взаємодію з білком-хеморецепторів, що входять до складу постсинаптичної мембрани. В результаті змінюється проникність мембрани -різко збільшується її пропускна здатність для іонів Ка. Взаємодія між рецептором і медіатором запускає ряд реакцій, які змушують постсинаптическую нервову клітину або ефекторних клітку виконувати свою специфічну функцію. Після виділення медіатора повинна наступити фаза його швидкої інактивації, або видалення, щоб підготувати синапс до сприйняття нового імпульсу. [C.638]
Обсяги виділених нейромедіаторів (званих також і нейротрансмиттерами) невеликі. Ацетилхолін. наприклад, виділяється дозами, кожна з яких містить близько 10 ТОВ молекул. Ці молекули розподіляються по синаптичної щілини так, що сигнал досягає рецептора. Вплив ацетилхоліну на рецептор викликає відповідний фізіологічний відповідь, після чого трансмітер піддається руйнуванню. Ацетилхолін гідролізується під дією ферменту ацетилхолінестерази (АХЕ). [C.406]
Передача сигналів від клітини до клітини. може здійснюватися або шляхом прямого проходження потенціалів дії (електричні синапси), або за допомогою спеціальних молекул - нейромедіаторів (хімічні синапси). Залежно від своїх специфічних функцій синапси мають дуже різні структури. У хімічних синапсах відстань між клітинами становить - 20-40 нм синаптическая щілину між клітинами- це частина міжклітинної простору вона містить рідину з низьким електричним опором. так що електричний сигнал розсіюється перш, ніж він досягне наступного клітини. Електрична передача. навпаки, здійснюється тільки в спеціалізованих структурах - щілинних контактах. де клітини знаходяться на відстані 2 нм і з'єднуються проводять канала.мі. Насправді тут є якась подібність з постулювати раніше сінцітіем, або багатоклітинних цитоплазматическим континуумом. За іронією історії нау- [c.188]
Як відомо, клітини нервової системи (нейрони) не мають безпосереднього контакту один з одним. Вони розділені синаптическими щілинами, через які сигнал (який передається у вигляді біжучого по нейронної мембрани хвилі поляризації -деполярізаціі) пройти не може без певного посередника, званого нейромедіатором (або нейротрансмиттером). Передача нервового імпульсу від одного нейрона до іншого відбувається наступним чином (рис. 3, схема А). Після досягнення нервовим сигналом кінця збудженої клітини (нейрон 1) в її пресинаптичною області синтезується нейротрансмиттер (АХ), який потім викидається в синаптичну щілину і швидко дифундує до свого рецептора (R), розташованому в постсинаптичні мембрані спочиває клітини (нейроне 2). [C.31]
Відомо, що в метаболізмі катехоламінових медіаторів особлива роль належить ферменту моноаміноксидази (МАО). Цей фермент видаляє аміногрупу (-КН,) у норадреналіну. серотоніну, дофаміну та адреналіну, тим самим інактівіруя зазначені медіатори. В останні роки було показано, що, крім ферментативного перетворення, існує й інший механізм швидкої інактивації, точніше видалення, медіаторів. Виявилося, що норадреналін швидко зникає з синаптичної щілини в результаті вторинного поглинання симпатичними нервами знову опинившись в нервовому волокні. медіатор. природно, не може впливати на постсинаптичні клітини. Конкретний механізм цього явища поки не цілком ясний. [C.640]
Рис 3 Передача нервового імпульсу ацетилхолином (АХ) через синаптичну щілину Розширення ионофорного канма під дією АХ [c.31]
Кожен бульбашка, викидаючи свій вміст в синаптичну щілину, викликає зміна мембранного потенціалу постсинаптичної клітини. і це можна реєструвати за допомогою внутрішньоклітинного електрода. Стимуляція [c.97]
Медіатор дифундує через синаптичну щілину і впливає на постсинаптическую мітку, приєднуючись до рецепторних білків постсинаптичної мембрани. [C.101]
Він утворює циліндричний канал, який з одного боку виступає на 65 А в синаптичну щілину, а з іншого - пронизує ліпідний бцслой мембрани, входячи на 15 А всередину клітини. Цей вузький канал (або пора) розширюється до 20 А при "посадці" на рецептор нейромедіатора (комплекс RAX) за рахунок різкого зменшення обертального (конформационного) руху субодиниць. Збільшення розміру каналу полегшує проходження іонів К + і Na + через мембрану проти електрохімічного фадіента. При цьому змінюється мембранний потенціал покоїться нейрона 2, і в ньому генерується нервовий імпульс. Після цього нейромедіатор гідролізується ацетілхолінестера-зой до неактивного холіну. і іонофорниі канал закривається. [C.31]
Кінці тонких нервових волокон товщають в синаптичні гудзики. які утворюють контакти з дендритами інших нейронів. Як правило, поява нервового сигналу на пресинаптическом кінці нейрона стимулює вивільнення хімічного нейромедіатора (або нейрогормона). Медіатор проходить через синаптичну щілину між двома клітинами (ширина щілини 10-50 нм зазвичай 20 нм) і викликає деполяризацію постсинаптичної мембрани наступного нейрона [c.325]
Під час передачі електричного імпульсу з пресинаптичного нейрона в синаптичну щілину виділяється медіатор. який дифундує в щілини до мембрани наступного, постсинаптичного нейрона і тут пов'язується зі своїм рецептором. Потім медіатор діє на активність різних ферментів. Одночасно в постсинаптичні мембрані активуються спеціальні білки, що утворюють в мембрані канали, за якими натрій входить в постсннаптіческій нейрон. а калій виходить назовні. Система повертається у вихідне, збудженому, стан протягом мілісекунди. [C.113]
Відстань між пресинаптичної і посГсінаптіческой мембранами-синаптична щілину - може досягати 15-20 нм. У міоневрального з'єднанні розрив ще більше-до 50-100 нм. У той же час існують синапси з сильно зближують і навіть зливаються пресинаптичної і постсинаптичної мембранами. Відповідно реалізуються два типи передачі. При великих щілинах передача є хімічної. при тісному контакті можливе пряме електричне взаємодія. Тут ми розглянемо хімічну передачу. [C.382]
На рис. 8.2 представлена схема хімічного синапсу. Він складається з нервового закінчення на пресинаптичної стороні і спеціалізованої області на поверхні приймаючої сигнал клітини на постсинаптичні стороні. Пре-і постсинаптичні мембрани знаходяться на відстані 20-40 нм. Синаптична щілину, мабуть, заповнена олігосахарідсодержащей з'єднувач - ної тканиною - базальноїмембраною, що представляє собою підтримуючу структуру для обох об'єднаних клітин. [C.189]
У синапсі мембрана м'язової клітки поводиться як перетворювач, який перетворює хімічний сигнал, тобто певну концентрацію нейромедіатора, в сигнал електричний. Це здійснюється за допомогою лі-ганд-залежних іонних каналів, що перебувають в постсинаптичні мембрані. Зв'язування нейромедіатора з цими каналами з зовнішнього боку мембрани викликає зміна їх конформації-канали відкриваються, пропускаючи через мембрану іони і тим самим змінюючи мембранний потенціал. На відміну від потенціал-залежних каналів, відповідальних за виникнення потенціалів дії і виділення медіатора, лігаяд-залежні канали відносно нечутливі до змін мембранного потенціалу (рис. 18-29) і тому не здатні до самоуснлівающемуся порушення типу все або нічого. Замість цього вони генерують електричний сигнал. сила якого залежить від інтенсивності я тривалості зовнішнього хімічного сигналу, тобто від того, скільки медіатора виводиться в синаптичну щілину і як довго він там залишається. Це властивість ліганд-залежних каналів важливо для обробки інформації в синапсах, і ми розглянемо його пізніше. [C.99]
Коли потенціал дії досягає нервового закінчення. він викликає шляхом деполяризації вивільнення медіатора. Останній дифундує через синаптичну щілину до постсинаптичної ме.мбране, викликаючи зміни її іонної проникності і, отже, ме.мбралного потенціалу (гл. 5). Це в свою чергу може призводити до генерації потенціалу дії. [C.194]
Ацетилхолін видаляється п синаптичної щілини шляхом хщффузіі або в результаті гідролізу [18] [c.100]
Де Робертіс і Беннет в 1955 р відкрили в нервовому закінченні сферичні структури - так звані синаптичні везикули (рис. 8.3). Вони припустили, що ці структури діють як органели, що містять запасені медіатор. який, хак встановили Кастільо і К Ц на підставі своїх робіт по мініатюрним потенціалом кінцевих пластинок. вивільняється дпскретнимі квантами при нервовому збудженні, а також спонтанно в стані спокою. Постсинаптические потенціали завжди кратні цього кванта (гл. 5). Синаптичні везикули були виділені, і наявність в них ацетилхоліну визначено одночасно лабораторіями Уіттейкера і Де Робертіс в 1963 р Залишився лише питання, вивільнявся чи медіатор безпосередньо в синаптичну щілину або потрапляв туди через цитоплазму. Ми ще повернемося до цієї проблеми під час обговорення механізму вивільнення медіатора. а тут опишемо тільки, як ацетилхолін потрапляє в запасають його везикули. [C.198]
Як молекула нейромедіатора. вивільняється з пресинаптичної мембрани. досягає постсинаптичної мембрани Напрошується проста відповідь - за допомогою дифузії. Але тут необхідно пояснити, як медіатор дифундує повз численних молекул ацетилхолінестерази. які присутні в синаптичної щілини і теоретично могли б гідролізувати у багато разів більші кількості вивільненого медіатора. зробивши, отже, неможливим його взаємодія з постсинаптичною мембраною. Передбачається, що цьому перешкоджають або структурні особливості речовини синаптичної щілини - базальної мембрани. яке, можливо, утворює канали, або тимчасове пригнічення ферментативної активності естерази. ймовірно, через її взаємодії з іостспнантіческой мембраною або через насичення субстратом. Висловлено також припущення, що естераза не присутній в щілини, т. Е. На шляху дифузії ацетилхоліну, а знаходиться в постсинаптичні мембрані, але така модель не доведена [8]. [C.201]
Постсинаптичний потенціал триває всього кілька мілісекунд, якщо він не посилюється додатковим вивільненням молекул медіатора, а концентрація ацетилхоліну в синаптичної щілини зменшується в результаті дифузії і гідролізу. Медіатор інактивується ферментом ацетилхолінестеразою (КФ 3.1.1.7), який був виділений в кристалічному стані Нахманзоном [8] і є одним з найбільш часто оновлюються ферментів. [C.205]
Є також дані про наявність Иа + залежного високоафінного поглинання, яке відповідає за інактивацію цього медіатора шляхом його видалення з синаптичної щілини. Фармакологія окремих стадій серотонінового циклу досліджена слабо. Ми вже згадували тут механізм дії LSD. п-Хлорофенілаланін є сильний інгібітор тріптофангідроксілази і завдяки такій специфічності використовується для визначення участі серотоніну в тому чи іншому типі поведінки. [C.228]
Цикл медіатора 1) синтез, 2) поглошеніе везикулами 3) якщо перше і друге відбуваються в перікаріоне, то екзо- плазмовий транспорт до нервових закінчень. 4) пресинаптичні вивільнення при деполяризації в синаптичну-щілину (екзоцитоз), 5) дифузія до постсинаптичні мембрані, 6) впізнавання і зв'язування специфічним рецептором. наприклад мембранним білком (щоб включився ворітної механізм постсинаптичної мембрани), 7) інактивація. [C.238]
Сигнали, що проводяться нейронами, передаються від однієї клітини до іншої в особливих місцях контакту. які називаються синапсами (рис. 18-3). Зазвичай ця передача здійснюється, як це не дивно на перший погляд, непрямим шляхом. Клітини електрично ізольовані один від одного пресііаптіческая клітина відділена від постсинаптичної проміжком-синаптичної щілиною. Зміна електричного потенціалу в пресинаптичної клітині призводить до вивільнення речовини, званого ненромедіатором (або нейротрансмиттером), яка дифундує через синаптичну щілину і викликає зміна електрофізіологічного стану постсинаптичної клітини. Та- [c.73]
Мал. 18-3. Схема типового синапсу. Елеггрічесжій сигнал, що приходить в закінчення аксона клітини А, призводить до вивільнення в синаптичну щілину хімічне го посередника (іейромеднатораХ який викликає електричне зміна в мембрані деідріта клітини В. Широка стрілка вказує напрямок передачі сигналу, Аксон одного нейрона, такого як зображений на рис. 18- 2, утворює іноді тисячі вихідних синаптичних з'єднань з іншими клітинами. і навпаки, нейрон може приймати сигнали через тисячі вхідних синаптичних з'єднань, що знаходяться на його дендритах і тілі.
